C를 사용해 커널 모듈 만들기

간단한 커널 모듈 코드

apt install linux-headers-($uname -r) build-essential

• 우선 커널 모듈 빌드에 필요한 패키지들을 설치한다

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("SIJIN");
MODULE_DESCRIPTION("DEMO");
MODULE_VERSION("0.1";)

static int __init hello_init(void) {
    printk(KERN_INFO, "hello");
    return 0;
}

static void __exit hello_exit(void) {
    printk(KERN_INFO, "exit");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

• 위는 간단한 커널 모듈 코드이다

커널 모듈 빌드

obj-m += simple_random.o

all:
	make -C /lib/modules/6.8.0-86-generic/build M=$(PWD) modules

clean:
	make -C /lib/modules/6.8.0-86-generic/build M=$(PWD) clean

• 위 처럼 Makefile을 작성해서 빌드할 수 있다
  • obj-m은 커널 모듈로 빌드할 오브젝트 파일 목록이다
  • make -C ... M=$(PWD)은 커널 빌드 시스템 (Kbuild)를 호출한다

Kbuild

• 커널 모듈은 일반 gcc 빌드와 다른점이 있다
  1. -Iarch/.../include 같은 커널 헤더 포함
  2. -D__KERNEL__ -DMODULE 같은 커널 전용 플래그 포함
  3. 커널 버전 정보 vermagic 포함
  4. 심볼 참조, 의존성 확인
  5. .mod, .mod.o 생성
  6. 최종적으로 .ko 링크
• 이런 작업들을 커널 빌드 시스템이 해준다
• /lib/modules/6.8.0-86-generic/build/Makefile은 커널 빌드 시스템의 entry point가 된다

cmake

• Kbuild를 사용하기 때문에 cmake의 add_executable, add_library 같은 방식은 사용할 수 없다
• 따라서 cmake를 사용하더라도 커널 모듈의 경우엔 add_custom_library, add_custom_target등으로 make 파일을 호출해서 사용해야 한다

add_custom_command(
    OUTPUT ${MODULE_NAME}.ko
    COMMAND make -C ${KERNEL_DIR} M=${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR} modules
    WORKING_DIRECTORY ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
    VERBATIM
)